由制冷裝置執(zhí)行分離和預(yù)熱的自循環(huán)化學(xué)合成器的制造方法
【專利摘要】一種由制冷裝置執(zhí)行分離和預(yù)熱的自循環(huán)化學(xué)合成器,涉及到一種化學(xué)合成反應(yīng)器。主要由上端頭、殼體、壁體、冷卻管束、下端頭、蒸發(fā)器、冷凝器和制冷壓縮機(jī)組成,其中,由上端頭、殼體、壁體、冷卻管束和下端頭構(gòu)成化學(xué)合成器,壁體設(shè)置在殼體的內(nèi)空間中,殼體與壁體之間的空間構(gòu)成下降通道,壁體的內(nèi)空間構(gòu)成反應(yīng)室、加熱室和集氣室,集氣室下方部位的殼體內(nèi)空間構(gòu)成下氣室,冷卻管束設(shè)置在下降通道中;由蒸發(fā)器、冷凝器和制冷壓縮機(jī)構(gòu)成冷卻裝置,蒸發(fā)器設(shè)置在下氣室中,冷凝器設(shè)置在加熱室中,制冷壓縮機(jī)設(shè)置在化學(xué)合成器的體外。本發(fā)明利用制冷劑的蒸發(fā)吸熱和冷凝放熱來(lái)分離目標(biāo)產(chǎn)物和預(yù)熱未反應(yīng)氣,形成有利化學(xué)合成的室溫及形成循環(huán)動(dòng)力。
【專利說(shuō)明】由制冷裝置執(zhí)行分離和預(yù)熱的自循環(huán)化學(xué)合成器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種化工設(shè)備,特別涉及到一種化學(xué)合成反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]在化學(xué)合成的生產(chǎn)過(guò)程中,需要對(duì)原料氣進(jìn)行加熱,在合適的溫度下,化合反應(yīng)更容易進(jìn)行,催化效率更高;由于存在可逆反應(yīng),因此,在合成反應(yīng)器中存在的目標(biāo)產(chǎn)物與未反應(yīng)氣的混合物,常規(guī)的合成反應(yīng)生產(chǎn)是把目標(biāo)產(chǎn)物與未反應(yīng)氣的混合物在反應(yīng)器之外采取冷卻和蒸餾措施把目標(biāo)產(chǎn)物分離出來(lái)。
[0003]在催化劑存在的條件下,大多數(shù)化學(xué)合成反應(yīng)都是可逆反應(yīng),當(dāng)目標(biāo)產(chǎn)物達(dá)到一定濃度后,將處于平衡,反應(yīng)將不再向合成目標(biāo)產(chǎn)物的方向進(jìn)行。人們?cè)谶M(jìn)行化合反應(yīng)的生產(chǎn)過(guò)程中,為了使反應(yīng)能繼續(xù)向目標(biāo)產(chǎn)物方向進(jìn)行,必須使混合產(chǎn)物從合成反應(yīng)器中輸出以及向合成反應(yīng)器內(nèi)補(bǔ)入新原料氣,使合成反應(yīng)器內(nèi)的目標(biāo)產(chǎn)物濃度降低、破壞平衡后使化合反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,混合產(chǎn)物從合成反應(yīng)器中輸出后,通過(guò)分離設(shè)備把未反應(yīng)氣分離出來(lái),再把未反應(yīng)氣返回合成反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行循環(huán)反應(yīng),由于單程催化率僅在20%左右,原料氣必須通過(guò)多次循環(huán)壓縮后才能在合成反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)成目標(biāo)產(chǎn)物,而每次循環(huán)壓縮都需消耗很大的壓縮能耗。
[0004]現(xiàn)有的合成反應(yīng)器中,在應(yīng)用催化劑合成的條件下,合成氨的操作壓力在SMPa以上,合成甲醇的操作壓力在3?15MPa之間,合成氣直接合成二甲醚的操作壓力在2?5MPa之間,要獲得上述的操作壓力,必須采取多級(jí)壓縮才能實(shí)現(xiàn),壓縮能耗很大,因此,現(xiàn)有的合成反應(yīng)器必須進(jìn)行多次循環(huán)和多級(jí)壓縮才能把原料氣合成為目標(biāo)產(chǎn)物的生產(chǎn)過(guò)程,存在電能消耗大的缺點(diǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是要克服現(xiàn)有化學(xué)合成設(shè)備需把原料氣進(jìn)行反復(fù)循環(huán)壓縮電能消耗大的缺點(diǎn),設(shè)計(jì)一種由制冷裝置執(zhí)行分離和預(yù)熱的自循環(huán)化學(xué)合成器,由合成反應(yīng)器進(jìn)行自動(dòng)循環(huán)完成合成反應(yīng),使原料氣只需通過(guò)一次壓縮就能全部合成為目標(biāo)產(chǎn)物,以大幅降低電能消耗和提高催化效率,在合成氨、甲醇、二甲醚的生產(chǎn)及在其它需進(jìn)行化學(xué)合成的生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
[0006]本發(fā)明的一種由制冷裝置執(zhí)行分離和預(yù)熱的自循環(huán)化學(xué)合成器,其特征是合成器主要由上端頭(I)、殼體(8)、壁體(9)、冷卻管束(7)、下端頭(22)、環(huán)形分水器(31)、環(huán)形集水器(3)、蒸發(fā)器(24)、冷凝器(29)和制冷壓縮機(jī)(18)組成,其中,由上端頭(I)、殼體
(8)、壁體(9)、冷卻管束(7)、環(huán)形分水器(31)、環(huán)形集水器(3)和下端頭(22)構(gòu)成化學(xué)合成器,上端頭(I)安裝在殼體(8 )的上端口,下端頭(22 )安裝在殼體(8 )的下端口,殼體(8 )和壁體(9)同為圓筒體結(jié)構(gòu),壁體(9)設(shè)置在殼體(8)的內(nèi)空間中,殼體(8)與壁體(9)之間有空間,殼體(8)與壁體(9)之間的空間構(gòu)成下降通道(VI);壁體(9)的內(nèi)空間構(gòu)成反應(yīng)室(I )、加熱室(II)和集氣室(V),反應(yīng)室(I )、加熱室(II)和集氣室(V)自上而下依次排列,反應(yīng)室(I )與加熱室(II)之間有隔板(33),隔板(33)上有過(guò)風(fēng)孔,加熱室(II)與集氣室(V )之間有布風(fēng)板(28),布風(fēng)板(28)上有布風(fēng)孔;集氣室(V )下方部位的殼體(8)內(nèi)空間構(gòu)成下氣室(IV),反應(yīng)室(I )上方部位的殼體(8)內(nèi)空間構(gòu)成上氣室(VD);下氣室(IV)連通到集氣室(V),集氣室(V)通過(guò)布風(fēng)板(28)上的布風(fēng)孔連通到加熱室(II),加熱室(II)通過(guò)隔板(33)上的過(guò)風(fēng)孔連通到反應(yīng)室(I ),反應(yīng)室(I )連通到上氣室(VD,上氣室(VD)通過(guò)下降通道(VI)連通到下氣室(IV);下氣室(IV)的底部呈圓弧底結(jié)構(gòu),下氣室(IV)的圓弧底部構(gòu)成集液區(qū)(III),集液區(qū)(III)的圓弧底上有產(chǎn)物出口(23)接出;冷卻管束(7)由多根鋼管組合而成,多根鋼管以環(huán)形布局方式設(shè)置在下降通道(VI)中;環(huán)形分水器(31)設(shè)置在殼體(8)的下部外圍,環(huán)形分水器(31)為圓管結(jié)構(gòu),環(huán)形分水器(31)上有分水接口,分水接口的數(shù)量與冷卻管束(7)的鋼管數(shù)量相等;環(huán)形集水器(3)設(shè)置在殼體(8)的上部外圍,環(huán)形集水器(3 )為圓管結(jié)構(gòu),環(huán)形集水器(3 )上有集水接口,集水接口的數(shù)量與冷卻管束(7 )的鋼管數(shù)量相等;冷卻管束(7)的各個(gè)鋼管下端的進(jìn)水端分別從殼體(8)的下部穿出連接到環(huán)形分水器(31)上的各個(gè)分水接口上,冷卻管束(7)的各個(gè)鋼管上端的出水端分別從殼體
(8)的上部穿出連接到環(huán)形集水器(3)的各個(gè)集水接口上,環(huán)形集水器(3)上有冷卻水出口
(4)接出,環(huán)形分水器(31)上有冷卻水進(jìn)口(30)接入。由蒸發(fā)器(24)、冷凝器(29)和制冷壓縮機(jī)(18 )構(gòu)成冷卻裝置,蒸發(fā)器(24)設(shè)置在下氣室(IV)中,蒸發(fā)器(24)上有蒸發(fā)輸入接口(20)和回氣輸出接口(21),蒸發(fā)器(24)上的蒸發(fā)輸入接口(20)和回氣輸出接口(21)從下氣室(IV)部位的殼體(8)上穿出化學(xué)合成器的體外;冷凝器(29)設(shè)置在加熱室(II)中,冷凝器(29 )上有回氣輸入接口( 11)和冷凝輸出接口( 12 ),冷凝器(29 )上的回氣輸入接口
(11)和冷凝輸出接口(12)從加熱室(II)部位的壁體(9)上穿出化學(xué)合成器的體外;制冷壓縮機(jī)(18 )設(shè)置在化學(xué)合成器的體外,制冷壓縮機(jī)(18 )上有排氣接口( 17 )和吸氣接口( 19 ),制冷壓縮機(jī)(18)的排氣接口(17)連接到冷凝器的回氣輸入接口(11)上,冷凝器的冷凝輸出接口( 12)通過(guò)膨脹閥(16)或毛細(xì)管連接到蒸發(fā)器(24)的蒸發(fā)輸入接口(20)上,蒸發(fā)器
(24)的回氣輸出接口(21)連接到制冷壓縮機(jī)(18)的吸氣接口(19)上。
[0007]本發(fā)明中,在化學(xué)合成器內(nèi)有上支撐件(37 )和下支撐件(27 ),壁體(9 )通過(guò)上支撐件(37)和下支撐件(27)連接到殼體(8)的內(nèi)側(cè)上;在反應(yīng)室(I )的下部有催化劑卸料口
(10)從側(cè)面接出化學(xué)合成器的體外;下氣室(IV)有原料氣補(bǔ)充接口(26)接入;上端頭(I)為圓盤(pán)體結(jié)構(gòu),上端頭(I)的圓盤(pán)體結(jié)構(gòu)中有上下貫通的催化劑加料口(珊),催化劑加料口(VDI)有頂蓋(41)進(jìn)行封閉;在反應(yīng)室(I )中有調(diào)溫盤(pán)管(35),調(diào)溫盤(pán)管(35)的下端通過(guò)引入管(6 )從上端頭(I)上穿出化學(xué)合成器體外,調(diào)溫盤(pán)管(35 )的上端通過(guò)弓丨出管(36 )從上端頭(I)上穿出化學(xué)合成器體外,引入管(6 )的入口上有調(diào)溫介質(zhì)輸入口( 42 )接入,引出管
(36)的出口上有調(diào)溫介質(zhì)輸出口(39)接出;蒸發(fā)器(24)為翅片盤(pán)管式結(jié)構(gòu),蒸發(fā)器(24)的翅片上端伸入到集氣室(V)的入口中,下氣室(IV)依次通過(guò)蒸發(fā)器(24)翅片的間隙、集氣室(V)和布風(fēng)板(28)上的布風(fēng)孔連通到加熱室(II);冷凝器(29)為翅片盤(pán)管式結(jié)構(gòu),冷凝器(29)翅片間的空隙形成加熱室(II)內(nèi)的氣流通道;在冷凝器的冷凝輸出接口(12)與膨脹閥(16)或毛細(xì)管的入口端之間有水冷器(14),水冷器(14)內(nèi)有制冷劑回路和冷卻水回路,制冷劑回路和冷卻水回路相互隔離,制冷劑回路上有制冷劑輸入接口( 13)和制冷劑輸出接口( 15),冷卻水回路上有冷卻水輸入端和冷卻水輸出端,冷凝器的冷凝輸出接口( 12)連接到水冷器(14)的制冷劑輸入接口(13)上,水冷器(14)的制冷劑輸出接口(15)通過(guò)膨脹閥(16)或毛細(xì)管連接到蒸發(fā)器的蒸發(fā)輸入接口(20)上;在上氣室(VD)部位的殼體(8)上有溫度傳感器(38);在壁體(9)的外側(cè)面上有絕熱層(34)。
[0008]上述的發(fā)明中,利用制冷劑的蒸發(fā)吸熱和冷凝放熱的原理,分別由蒸發(fā)器(24)在下氣室(IV)中進(jìn)行制冷,同時(shí)由冷凝器(29)在加熱室(II)中進(jìn)行制熱,以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)產(chǎn)物在下氣室(IV)中進(jìn)行分離、原料氣或未反應(yīng)氣在加熱室(II)中進(jìn)行預(yù)熱,以促進(jìn)和加快使原料氣或未反應(yīng)氣在反應(yīng)室(I )中被催化合成為目標(biāo)產(chǎn)物。在制冷裝置中,氣態(tài)的制冷劑由制冷壓縮機(jī)(18)的排氣接口通過(guò)冷凝器的回氣進(jìn)口輸入到冷凝器(29)的盤(pán)管內(nèi),再由冷凝器的冷凝出口經(jīng)膨脹閥(16)或毛細(xì)管通過(guò)蒸發(fā)器的蒸發(fā)輸入接口(20)輸入到蒸發(fā)器(24)的盤(pán)管內(nèi),然后再由蒸發(fā)器的回氣輸出接口(21)返回到制冷壓縮機(jī)(18)的吸氣接口,構(gòu)成一個(gè)閉合的循環(huán)回路,由于在冷凝器的冷凝輸出接口( 12)與蒸發(fā)器的蒸發(fā)輸入接口(20)之間有具有節(jié)流作用的膨脹閥(16)或毛細(xì)管,在制冷壓縮機(jī)(18)運(yùn)行的情況下,使得蒸發(fā)器(24)的盤(pán)管內(nèi)形成適合制冷劑進(jìn)行蒸發(fā)的蒸發(fā)壓力,使液態(tài)的制冷劑在蒸發(fā)器
(24)的盤(pán)管內(nèi)蒸發(fā)成為氣態(tài)的制冷劑,同時(shí)使得冷凝器(29)的盤(pán)管內(nèi)形成適合制冷劑進(jìn)行冷凝的冷凝壓力,使氣態(tài)的制冷劑在冷凝器(29)的盤(pán)管內(nèi)冷凝為液態(tài)的制冷劑,制冷劑在由液態(tài)蒸發(fā)為氣態(tài)時(shí),需吸收大量的熱量,從而由蒸發(fā)器(24)在下氣室(IV)中進(jìn)行制冷,制冷劑在由氣態(tài)冷凝為液態(tài)時(shí),需放出大量的熱量,從而由冷凝器(29)在加熱室(II)中進(jìn)行制熱。
[0009]上述的發(fā)明在生產(chǎn)時(shí),把催化劑卸料口(10)進(jìn)行封堵,把環(huán)形分水器(31)上的冷卻水進(jìn)口(30)連接到冷卻水系統(tǒng)的供水管道上,把環(huán)形集水器(3)上的冷卻水出口(4)連接到冷卻水系統(tǒng)的回水管道上,把調(diào)溫盤(pán)管(35)的調(diào)溫介質(zhì)輸入口(42)通過(guò)調(diào)節(jié)閥連接到調(diào)溫水的供水管路上,把調(diào)溫盤(pán)管(35)的調(diào)溫介質(zhì)輸出口(39)連接到調(diào)溫水的回水管路上;把原料氣補(bǔ)充接口(26)連接到原料氣壓縮機(jī)的排氣接口上;把集液區(qū)(III)底部的產(chǎn)物出口(23)通過(guò)減壓閥連接到產(chǎn)品貯罐的輸入接口上;在反應(yīng)室(I )中放置催化劑,催化劑按目標(biāo)產(chǎn)物的要求選用并活化。然后向化學(xué)合成器內(nèi)輸入原料氣,使原料氣充滿在下氣室(IV)、集氣室(V)、加熱室(II)、反應(yīng)室(I )、上氣室(VD)和下降通道(VI)中,通過(guò)原料氣壓縮機(jī)向合成反應(yīng)器內(nèi)壓縮原料氣,使化學(xué)合成器內(nèi)達(dá)到適合目標(biāo)產(chǎn)物化合的操作壓力,于是在反應(yīng)室(I )中便進(jìn)行化學(xué)合成反應(yīng),生成目標(biāo)產(chǎn)物,在原料氣進(jìn)行化合反應(yīng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生熱量,所生成的反應(yīng)熱會(huì)使反應(yīng)室(I )內(nèi)升溫,從而使反應(yīng)室(I )內(nèi)的未反應(yīng)氣和氣態(tài)目標(biāo)產(chǎn)物升溫,使未反應(yīng)氣和氣態(tài)目標(biāo)產(chǎn)物混合的氣態(tài)混合物的密度變小,根據(jù)重力循環(huán)原理,升溫后的氣態(tài)混合物會(huì)進(jìn)行上升運(yùn)動(dòng),進(jìn)入到反應(yīng)室(I )上部的上氣室(VD)中;同時(shí),下降通道(VI)受到冷卻管束(7)的制冷作用,吸收未反應(yīng)氣或氣態(tài)混合物的熱量而使未反應(yīng)氣或氣態(tài)混合物降溫,使未反應(yīng)氣或氣態(tài)混合物的密度增大,根據(jù)重力循環(huán)原理,降溫后的未反應(yīng)氣或氣態(tài)混合物會(huì)進(jìn)行下降運(yùn)動(dòng),進(jìn)入到下氣室(IV)中,在下氣室(IV)中,存在蒸發(fā)器(24)的制冷作用,使得下氣室(IV)中的室溫低于目標(biāo)產(chǎn)物的蒸發(fā)溫度,混合物中的目標(biāo)產(chǎn)物便在下氣室(IV)中成為液態(tài)的產(chǎn)物被分離出來(lái),液態(tài)的目標(biāo)產(chǎn)物通過(guò)產(chǎn)物出口
(23)輸出到產(chǎn)品貯罐內(nèi),未反應(yīng)氣由集氣室(V )通過(guò)布風(fēng)板(28)上的布風(fēng)孔均勻進(jìn)入到加熱室(II)進(jìn)行預(yù)熱,經(jīng)預(yù)熱的未反應(yīng)氣再通過(guò)隔板(33)上的過(guò)風(fēng)孔進(jìn)入反應(yīng)室(I )進(jìn)行循環(huán)反應(yīng),合成目標(biāo)產(chǎn)物所消耗的原料氣通過(guò)原料氣補(bǔ)充接口(26)進(jìn)行補(bǔ)充,如此周而復(fù)始,由化學(xué)合成器在等壓條件形成自動(dòng)循環(huán),并及時(shí)分離出目標(biāo)產(chǎn)物,使合成反應(yīng)器內(nèi)的目標(biāo)產(chǎn)物濃度始終低于平衡點(diǎn),使得化合反應(yīng)能持續(xù)進(jìn)行。上述過(guò)程中,未反應(yīng)氣在加熱室
(II)中的受熱升溫促使未反應(yīng)氣進(jìn)行上升運(yùn)動(dòng),與反應(yīng)室(I )內(nèi)的混合氣上升運(yùn)動(dòng)疊加,形成更大的循環(huán)動(dòng)力。本發(fā)明使原料氣只需通過(guò)一次壓縮就能全部合成為目標(biāo)產(chǎn)物,克服了原料氣需進(jìn)行反復(fù)循環(huán)壓縮電能消耗大的缺點(diǎn),提高了催化效率,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
[0010]上述的發(fā)明中,在下氣室(IV)中設(shè)置蒸發(fā)器(24)的作用是使下氣室(IV)的室溫能下降到目標(biāo)產(chǎn)物的蒸發(fā)溫度以下,把蒸發(fā)器(24)作為氣液分離器應(yīng)用,在合成反應(yīng)器內(nèi)部及時(shí)進(jìn)行目標(biāo)產(chǎn)物的分離,降低反應(yīng)器內(nèi)的目標(biāo)產(chǎn)物濃度,使化合反應(yīng)向有利的方向進(jìn)行,使原料氣加快合成目標(biāo)產(chǎn)物,提高催化效率,而不需要把混合氣輸出反應(yīng)器之外分離,達(dá)到節(jié)能目的;在加熱室(II)中設(shè)置冷凝器(29),與蒸發(fā)器(24)配合使用,利用制冷劑的冷凝放熱來(lái)預(yù)熱原料氣或未反應(yīng)氣,不但使冷凝器(29)順利進(jìn)行了換熱,而且充分利用制冷余熱,通過(guò)循環(huán)作用使反應(yīng)室(I )內(nèi)產(chǎn)生適合目標(biāo)產(chǎn)物合成的室溫,起到使原料氣加速循環(huán)催化的作用。
[0011]上述的發(fā)明中,設(shè)置水冷器(14)的作用是使從冷凝器(29)中輸出的制冷劑得到進(jìn)一步的冷卻,以消除殘留的氣態(tài)制冷劑,從而提聞制冷劑的效率。
[0012]上述的發(fā)明中,在上氣室α/Π)中設(shè)置溫度傳感器(38 )和在反應(yīng)室(I )中設(shè)置調(diào)溫盤(pán)管(35)的作用是控制反應(yīng)室(I )內(nèi)的操作溫度,具體實(shí)施時(shí),根據(jù)溫度傳感器(38)檢測(cè)的溫度信息,通過(guò)操作調(diào)溫盤(pán)管(35)中調(diào)溫介質(zhì)的溫度或流量來(lái)控制反應(yīng)室(I )的操作溫度。
[0013]上述的發(fā)明中,在壁體(9)的外側(cè)壁上安裝絕熱層(34)的目的是使反應(yīng)室和加熱室(II)的壁體(9)與下降通道(VI)之間進(jìn)行絕熱隔離,避免反應(yīng)室(I )和加熱室(II)受到冷卻,從而保證反應(yīng)室(I )內(nèi)保持化學(xué)反應(yīng)需要的溫度。
[0014]上述的發(fā)明中,由于下氣室(IV)、集氣室(V)、加熱室(II)、反應(yīng)室(I )、上氣室(νπ)和下降通道(VI)同在殼體(8)的內(nèi)空間中,因此,化學(xué)合成器是在等壓力條件下進(jìn)行自循環(huán)催化合成反應(yīng),使得反應(yīng)室的壁體(9)不承受壓力,可以大大減少壁體(9)的材料用量。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:設(shè)計(jì)的一種由制冷裝置執(zhí)行分離和預(yù)熱的自循環(huán)化學(xué)合成器,采取在下氣室(IV)中設(shè)置蒸發(fā)器(24)、在加熱室(II)中設(shè)置冷凝器(29)以及在下降通道(VI)中設(shè)置冷卻管束(7)的措施,蒸發(fā)器(24)與冷凝器(29)配合使用,利用制冷劑的蒸發(fā)吸熱及時(shí)在化學(xué)合成器內(nèi)部進(jìn)行目標(biāo)產(chǎn)物的分離,降低化學(xué)合成器內(nèi)的目標(biāo)產(chǎn)物濃度,使化合反應(yīng)向有利的方向進(jìn)行;同時(shí)利用制冷劑的冷凝放熱來(lái)預(yù)熱原料氣或未反應(yīng)氣,形成有利化學(xué)合成的室溫及形成循環(huán)動(dòng)力。本發(fā)明使原料氣只需通過(guò)一次壓縮就能全部合成為目標(biāo)產(chǎn)物,以大幅降低電能消耗和提高催化效率,與常規(guī)技術(shù)相比,本發(fā)明克服了常規(guī)的化學(xué)合成設(shè)備需把原料氣進(jìn)行反復(fù)循環(huán)壓縮電能消耗大的缺點(diǎn)。本發(fā)明可在甲醇、二甲醚、合成氨等化學(xué)合成產(chǎn)品的生產(chǎn)線上應(yīng)用。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明的由制冷裝置執(zhí)行分離和預(yù)熱的自循環(huán)化學(xué)合成器結(jié)構(gòu)圖。
圖2是圖1的A-A剖面圖。
[0017]圖中:1.上端頭,2.密封圈b,3.環(huán)形集水器,4.冷卻水出口,5.冷卻管束的出水端,6.調(diào)溫盤(pán)管的引入管,7.冷卻管束,8.合成反應(yīng)器的殼體,9.反應(yīng)室的壁體,10.催化劑卸料口,11.冷凝器的回氣輸入接口,12.冷凝器的冷凝輸出接口,13.水冷器的制冷劑輸入接口,14.水冷器,15.水冷器的制冷劑輸出接口,16.膨脹閥,17.制冷壓縮機(jī)的排氣接口,18.制冷壓縮機(jī),19.制冷壓縮機(jī)的吸氣接口,20.蒸發(fā)器的蒸發(fā)輸入接口,21.蒸發(fā)器的回氣輸出接口,22.下端頭,23.產(chǎn)物出口,24.蒸發(fā)器,25.密封圈C,26.原料氣補(bǔ)充接口,27.下支撐件,28.布風(fēng)板,29.冷凝器,30.冷卻水進(jìn)口,31.環(huán)形分水器,32.冷卻管束的進(jìn)水端,33.隔板,34.絕熱層,35.調(diào)溫盤(pán)管,36.調(diào)溫盤(pán)管的引出管,37.上支撐件,38.溫度傳感器,39.調(diào)溫介質(zhì)的輸出口,40.密封圈a, 41.頂蓋,42.調(diào)溫介質(zhì)的輸入口,1.反應(yīng)室,I1.加熱室,II1.集液區(qū),IV.下氣室,V.集氣室,VI.下降通道,VD.上氣室,VDK催化劑加料口。
【具體實(shí)施方式】
[0018]附圖所示的實(shí)施例中,一種由制冷裝置執(zhí)行分離和預(yù)熱的自循環(huán)化學(xué)合成器主要由上端頭(I)、殼體(8)、壁體(9)、冷卻管束(7)、下端頭(22)、環(huán)形分水器(31)、環(huán)形集水器(3)、蒸發(fā)器(24)、冷凝器(29)、水冷器(14)和制冷壓縮機(jī)(18)組成,其中,由上端頭
(I)、殼體(8)、壁體(9)、冷卻管束(7)、環(huán)形分水器(31)、環(huán)形集水器(3)和下端頭(22)構(gòu)成化學(xué)合成器,上端頭(I)安裝在殼體(8)的上端口,下端頭(22)安裝在殼體(8)的下端口,殼體(8)和壁體(9)同為圓筒體結(jié)構(gòu),壁體(9)設(shè)置在殼體(8)的內(nèi)空間中,殼體(8)與壁體(9)之間有空間,殼體(8)與壁體(9)之間的空間構(gòu)成下降通道(VI);壁體(9)的內(nèi)空間構(gòu)成反應(yīng)室(I )、加熱室(II)和集氣室(V),反應(yīng)室(I )、加熱室(II)和集氣室(V)自上而下依次排列,反應(yīng)室(I )與加熱室(II)之間有隔板(33),隔板(33)上有過(guò)風(fēng)孔,加熱室
(II)與集氣室(V)之間有布風(fēng)板(28),布風(fēng)板(28)上有布風(fēng)孔;集氣室(V)下方部位的殼體(8)內(nèi)空間構(gòu)成下氣室(IV),反應(yīng)室(I )上方部位的殼體(8)內(nèi)空間構(gòu)成上氣室(VII),在上氣室(VD)部位的殼體(8)上有溫度傳感器(38);在反應(yīng)室(I )的下部有催化劑卸料口
(10)從側(cè)面接出化學(xué)合成器的體外,在反應(yīng)室(I )中有調(diào)溫盤(pán)管(35),調(diào)溫盤(pán)管(35)的下端通過(guò)引入管(6 )從上端頭(I)上穿出化學(xué)合成器體外,調(diào)溫盤(pán)管(35 )的上端通過(guò)弓I出管(36 )從上端頭(I)上穿出化學(xué)合成器體外,引入管(6 )的入口上有調(diào)溫介質(zhì)輸入口( 42 )接入,引出管(36)的出口上有調(diào)溫介質(zhì)輸出口(39)接出;集氣室(V)通過(guò)布風(fēng)板(28)上的布風(fēng)孔連通到加熱室(II ),加熱室(II)通過(guò)隔板(33)上的過(guò)風(fēng)孔連通到反應(yīng)室(I ),反應(yīng)室(I )連通到上氣室(VII),上氣室(VD)通過(guò)下降通道(VI)連通到下氣室(IV);下氣室(IV)的底部呈圓弧底結(jié)構(gòu),下氣室(IV)的圓弧底部構(gòu)成集液區(qū)(III),集液區(qū)(III)的圓弧底上有產(chǎn)物出口(23)接出,下氣室(IV)的中部有原料氣補(bǔ)充接口(26)接入;冷卻管束(7)由多根鋼管組合而成,多根鋼管以環(huán)形布局方式設(shè)置在下降通道(VI)中;環(huán)形分水器(31)設(shè)置在殼體(8)的下部外圍,環(huán)形分水器(31)為圓管結(jié)構(gòu),環(huán)形分水器(31)上有分水接口,分水接口的數(shù)量與冷卻管束(7)的鋼管數(shù)量相等;環(huán)形集水器(3)設(shè)置在殼體(8)的上部外圍,環(huán)形集水器(3)為圓管結(jié)構(gòu),環(huán)形集水器(3)上有集水接口,集水接口的數(shù)量與冷卻管束(7)的鋼管數(shù)量相等;冷卻管束(7)的各個(gè)鋼管下端的進(jìn)水端分別從殼體(8)的下部穿出連接到環(huán)形分水器(31)上的各個(gè)分水接口上,冷卻管束(7)的各個(gè)鋼管上端的出水端分別從殼體
(8)的上部穿出連接到環(huán)形集水器(3)的各個(gè)集水接口上,環(huán)形集水器(3)上有冷卻水出口(4)接出,環(huán)形分水器(31)上有冷卻水進(jìn)口(30)接入。由蒸發(fā)器(24)、冷凝器(29)、水冷器
(14)和制冷壓縮機(jī)(18)構(gòu)成冷卻裝置,蒸發(fā)器(24)設(shè)置在下氣室(IV)中,蒸發(fā)器(24)為翅片盤(pán)管式結(jié)構(gòu),蒸發(fā)器(24)的翅片上端伸入到集氣室(V)的入口中,下氣室(IV)依次通過(guò)蒸發(fā)器(24)翅片的間隙、集氣室(V)和布風(fēng)板(28)上的布風(fēng)孔連通到加熱室(II),蒸發(fā)器(24)上有蒸發(fā)輸入接口(20)和回氣輸出接口(21),蒸發(fā)器(24)上的蒸發(fā)輸入接口(20)和回氣輸出接口(21)從下氣室(IV)部位的殼體(8)上穿出化學(xué)合成器的體外;冷凝器(29)設(shè)置在加熱室(II)中,冷凝器(29)為翅片盤(pán)管式結(jié)構(gòu),冷凝器(29)翅片間的空隙形成加熱室(II)內(nèi)的氣流通道,冷凝器(29)上有回氣輸入接口(11)和冷凝輸出接口(12),冷凝器(29 )上的回氣輸入接口( 11)和冷凝輸出接口( 12 )從加熱室(II)部位的壁體(9 )上穿出化學(xué)合成器的體外;水冷器(14)和制冷壓縮機(jī)(18)設(shè)置在化學(xué)合成器的體外,水冷器(14)內(nèi)有制冷劑回路和冷卻水回路,制冷劑回路和冷卻水回路相互隔離,制冷劑回路上有制冷劑輸入接口(13)和制冷劑輸出接口(15),冷卻水回路上有冷卻水輸入端和冷卻水輸出端;制冷壓縮機(jī)(18 )上有排氣接口( 17 )和吸氣接口( 19 ),制冷壓縮機(jī)(18 )的排氣接口( 17 )連接到冷凝器的回氣輸入接口(11)上,冷凝器的冷凝輸出接口(12)連接到水冷器(14)的制冷劑輸入接口( 13)上,水冷器(14)的制冷劑輸出接口( 15)通過(guò)膨脹閥(16)或毛細(xì)管連接到蒸發(fā)器的蒸發(fā)輸入接口(20)上,蒸發(fā)器(24)的回氣輸出接口(21)連接到制冷壓縮機(jī)(18)的吸氣接口( 19 )上。本實(shí)施例中,上端頭(I)為圓盤(pán)體結(jié)構(gòu),上端頭(I)的圓盤(pán)體結(jié)構(gòu)中有上下貫通的催化劑加料口(珊),催化劑加料口(VDI)有頂蓋(41)進(jìn)行封閉;在化學(xué)合成器內(nèi)有上支撐件(37)和下支撐件(27),壁體(9)通過(guò)上支撐件(37)和下支撐件(27)連接到殼體(8)的內(nèi)側(cè)上;在壁體(9)的外側(cè)面上有絕熱層(34);在頂蓋(41)與上端頭(I)的連接面之間有密封圈a (40);在上端頭(I)與殼體(8)上端口的連接面之間有密封圈b (2);在殼體(8)的下端口與下端頭(22)的連接面之間有密封圈c (25)。
[0019]本實(shí)施例在生產(chǎn)時(shí),把催化劑卸料口(10)進(jìn)行封堵,把環(huán)形分水器(31)上的冷卻水進(jìn)口(30)連接到冷卻水系統(tǒng)的供水管道上,把環(huán)形集水器(3)上的冷卻水出口(4)連接到冷卻水系統(tǒng)的回水管道上,把水冷器(14)的冷卻水回路上的冷卻水輸入端和冷卻水輸出端連接到冷卻水系統(tǒng)的管路上,把調(diào)溫盤(pán)管(35)的調(diào)溫介質(zhì)輸入口(42)通過(guò)調(diào)節(jié)閥連接到調(diào)溫水的供水管路上,把調(diào)溫盤(pán)管(35)的調(diào)溫介質(zhì)輸出口(39)連接到調(diào)溫水的回水管路上;把原料氣補(bǔ)充接口(26)連接到原料氣壓縮機(jī)的排氣接口上;把集液區(qū)(III)底部的產(chǎn)物出口(23)通過(guò)減壓閥連接到產(chǎn)品貯罐的輸入接口上;在反應(yīng)室(I )中放置催化劑,催化劑按目標(biāo)產(chǎn)物的要求選用并活化。然后向化學(xué)合成器內(nèi)輸入原料氣,使原料氣充滿在下氣室(IV)、集氣室(V)、加熱室(II)、反應(yīng)室(I )、上氣室(νπ)和下降通道(VI)中,通過(guò)原料氣壓縮機(jī)向合成反應(yīng)器內(nèi)壓縮原料氣,使化學(xué)合成器內(nèi)達(dá)到適合目標(biāo)產(chǎn)物化合的操作壓力,于是在反應(yīng)室(I )中便進(jìn)行化學(xué)合成反應(yīng),生成目標(biāo)產(chǎn)物,在原料氣進(jìn)行化合反應(yīng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生熱量,所生成的反應(yīng)熱會(huì)使反應(yīng)室(I )內(nèi)升溫,從而使反應(yīng)室(I )內(nèi)的未反應(yīng)氣和氣態(tài)目標(biāo)產(chǎn)物升溫,使未反應(yīng)氣和氣態(tài)目標(biāo)產(chǎn)物混合的氣態(tài)混合物的密度變小,根據(jù)重力循環(huán)原理,升溫后的氣態(tài)混合物會(huì)進(jìn)行上升運(yùn)動(dòng),進(jìn)入到反應(yīng)室(I )上部的上氣室(νπ)中;同時(shí),下降通道(VI)受到冷卻管束(7)的制冷作用,吸收未反應(yīng)氣或氣態(tài)混合物的熱量而使未反應(yīng)氣或氣態(tài)混合物降溫,使未反應(yīng)氣或氣態(tài)混合物的密度增大,根據(jù)重力循環(huán)原理,降溫后的未反應(yīng)氣或氣態(tài)混合物會(huì)進(jìn)行下降運(yùn)動(dòng),進(jìn)入到下氣室(IV)中,在下氣室(IV)中,存在蒸發(fā)器(24)的制冷作用,使得下氣室(IV)中的室溫低于目標(biāo)產(chǎn)物的蒸發(fā)溫度,混合物中的目標(biāo)產(chǎn)物便在下氣室(IV)中成為液態(tài)的產(chǎn)物被分離出來(lái),液態(tài)的目標(biāo)產(chǎn)物通過(guò)產(chǎn)物出口
(23)輸出到產(chǎn)品貯罐內(nèi),未反應(yīng)氣由集氣室(V )通過(guò)布風(fēng)板(28)上的布風(fēng)孔均勻進(jìn)入到加熱室(II)進(jìn)行預(yù)熱,經(jīng)預(yù)熱的未反應(yīng)氣再通過(guò)隔板(33)上的過(guò)風(fēng)孔進(jìn)入反應(yīng)室(I )進(jìn)行循環(huán)反應(yīng),合成目標(biāo)產(chǎn)物所消耗的原料氣通過(guò)原料氣補(bǔ)充接口(26)進(jìn)行補(bǔ)充,如此周而復(fù)始,由化學(xué)合成器在等壓條件形成自動(dòng)循環(huán),并及時(shí)分離出目標(biāo)產(chǎn)物,使合成反應(yīng)器內(nèi)的目標(biāo)產(chǎn)物濃度始終低于平衡點(diǎn),使得化合反應(yīng)能持續(xù)進(jìn)行。上述過(guò)程中,未反應(yīng)氣在加熱室
(II)中的受熱升溫促使未反應(yīng)氣進(jìn)行上升運(yùn)動(dòng),與反應(yīng)室(I )內(nèi)的混合氣上升運(yùn)動(dòng)疊加,形成更大的循環(huán)動(dòng)力。本實(shí)施例生產(chǎn)時(shí),根據(jù)溫度傳感器(38)檢測(cè)的溫度信息,通過(guò)操作調(diào)溫盤(pán)管(35)中調(diào)溫介質(zhì)的溫度或流量來(lái)控制反應(yīng)室(I )的操作溫度。
[0020] 本實(shí)施例作為甲醇、二甲醚、合成氨或其它化學(xué)合成產(chǎn)品的生產(chǎn)線上應(yīng)用。當(dāng)作為合成甲醇設(shè)備應(yīng)用時(shí),在反應(yīng)室(I )設(shè)置以48%的Cu0、46%的ZnO和5%的Al2O3為組份的顆粒狀催化劑,再把一體積的CO和二體積的H2混合后作為原料氣輸入到合成反應(yīng)器內(nèi),進(jìn)行合成甲醇生產(chǎn),原料氣合成為甲醇的反應(yīng)式為C0+2H2 —CH30H+102.5kj ;當(dāng)作為一步法合成二甲醚設(shè)備應(yīng)用時(shí),在反應(yīng)室(I )設(shè)置以48%的Cu0、46%的ZnO和5%的Al2O3為組份的顆粒狀催化劑,再加填ZSM-5分子篩,再把一體積的CO和二體積的H2混合后作為原料氣輸入到合成反應(yīng)器內(nèi),進(jìn)行合成二甲醚生產(chǎn),原料氣合成為二甲醚的反應(yīng)式為2C0+4H2 —(CH3)20+H20+200.2kj ;當(dāng)作為合成氨設(shè)備應(yīng)用時(shí),在反應(yīng)室(I )設(shè)置以催化劑組份以Fe為主,以A1203>K2O, CaO, SiO2,BaO為促進(jìn)劑,再把一體積的N2和三體積的H2混合后作為原料氣輸入到合成反應(yīng)器內(nèi),進(jìn)行合成氨生產(chǎn),原料氣合成為氨的反應(yīng)式為N2+3H2 — 2NH3+92.1kj。
【權(quán)利要求】
1.一種由制冷裝置執(zhí)行分離和預(yù)熱的自循環(huán)化學(xué)合成器,其特征是合成器主要由上端頭(I)、殼體(8)、壁體(9)、冷卻管束(7)、下端頭(22)、環(huán)形分水器(31)、環(huán)形集水器(3)、蒸發(fā)器(24)、冷凝器(29)和制冷壓縮機(jī)(18)組成,其中,由上端頭(I)、殼體(8)、壁體(9)、冷卻管束(7)、環(huán)形分水器(31)、環(huán)形集水器(3)和下端頭(22)構(gòu)成化學(xué)合成器,上端頭(I)安裝在殼體(8)的上端口,下端頭(22)安裝在殼體(8)的下端口,殼體(8)和壁體(9)同為圓筒體結(jié)構(gòu),壁體(9 )設(shè)置在殼體(8 )的內(nèi)空間中,殼體(8 )與壁體(9 )之間有空間,殼體(8 )與壁體(9)之間的空間構(gòu)成下降通道(VI);壁體(9)的內(nèi)空間構(gòu)成反應(yīng)室(I )、加熱室(II)和集氣室(V),反應(yīng)室(I )、加熱室(II)和集氣室(V )自上而下依次排列,反應(yīng)室(I )與加熱室(II)之間有隔板(33),隔板(33)上有過(guò)風(fēng)孔,加熱室(II)與集氣室(V)之間有布風(fēng)板(28),布風(fēng)板(28)上有布風(fēng)孔;集氣室(V)下方部位的殼體(8)內(nèi)空間構(gòu)成下氣室(IV),反應(yīng)室(I )上方部位的殼體(8)內(nèi)空間構(gòu)成上氣室(YD);下氣室(IV)連通到集氣室(V),集氣室(V )通過(guò)布風(fēng)板(28)上的布風(fēng)孔連通到加熱室(II),加熱室(II)通過(guò)隔板(33)上的過(guò)風(fēng)孔連通到反應(yīng)室(I ),反應(yīng)室(I )連通到上氣室(VD,上氣室(νπ)通過(guò)下降通道(VI)連通到下氣室(IV);下氣室(IV)的底部呈圓弧底結(jié)構(gòu),下氣室(IV)的圓弧底部構(gòu)成集液區(qū)(III),集液區(qū)(III)的圓弧底上有產(chǎn)物出口(23)接出;冷卻管束(7)由多根鋼管組合而成,多根鋼管以環(huán)形布局方式設(shè)置在下降通道(VI)中;環(huán)形分水器(31)設(shè)置在殼體(8)的下部外圍,環(huán)形分水器(31)為圓管結(jié)構(gòu),環(huán)形分水器(31)上有分水接口,分水接口的數(shù)量與冷卻管束(7)的鋼管數(shù)量相等;環(huán)形集水器(3)設(shè)置在殼體(8)的上部外圍,環(huán)形集水器(3)為圓管結(jié)構(gòu),環(huán)形集水器(3)上有集水接口,集水接口的數(shù)量與冷卻管束(7)的鋼管數(shù)量相等;冷卻管束(7)的各個(gè)鋼管下端的進(jìn)水端分別從殼體(8)的下部穿出連接到環(huán)形分水器(31)上的各個(gè)分水接口上,冷卻管束(7)的各個(gè)鋼管上端的出水端分別從殼體(8)的上部穿出連接到環(huán)形集水器(3)的各個(gè)集水接口上,環(huán)形集水器(3)上有冷卻水出口(4)接出,環(huán)形分水器(31)上有冷卻水進(jìn)口(30)接入; 由蒸發(fā)器(24)、冷凝器(29)和制冷壓縮機(jī)(18)構(gòu)成冷卻裝置,蒸發(fā)器(24)設(shè)置在下氣室(IV)中,蒸發(fā)器(24)上 有蒸發(fā)輸入接口(20)和回氣輸出接口(21),蒸發(fā)器(24)上的蒸發(fā)輸入接口(20)和回氣輸出接口(21)從下氣室(IV)部位的殼體(8)上穿出化學(xué)合成器的體外;冷凝器(29)設(shè)置在加熱室(II)中,冷凝器(29)上有回氣輸入接口(11)和冷凝輸出接口( 12 ),冷凝器(29 )上的回氣輸入接口( 11)和冷凝輸出接口( 12 )從加熱室(II)部位的壁體(9)上穿出化學(xué)合成器的體外;制冷壓縮機(jī)(18)設(shè)置在化學(xué)合成器的體外,制冷壓縮機(jī)(18 )上有排氣接口( 17 )和吸氣接口( 19 ),制冷壓縮機(jī)(18 )的排氣接口( 17 )連接到冷凝器的回氣輸入接口(11)上,冷凝器的冷凝輸出接口(12)通過(guò)膨脹閥(16)或毛細(xì)管連接到蒸發(fā)器(24)的蒸發(fā)輸入接口(20)上,蒸發(fā)器(24)的回氣輸出接口(21)連接到制冷壓縮機(jī)(18)的吸氣接口(19)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由制冷裝置執(zhí)行分離和預(yù)熱的自循環(huán)化學(xué)合成器,其特征是在化學(xué)合成器內(nèi)有上支撐件(37)和下支撐件(27),壁體(9)通過(guò)上支撐件(37)和下支撐件(27)連接到殼體(8)的內(nèi)側(cè)上;在反應(yīng)室(I )的下部有催化劑卸料口(10)從側(cè)面接出化學(xué)合成器的體外;下氣室(IV)有原料氣補(bǔ)充接口(26)接入。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由制冷裝置執(zhí)行分離和預(yù)熱的自循環(huán)化學(xué)合成器,其特征是上端頭(I)為圓盤(pán)體結(jié)構(gòu),上端頭(I)的圓盤(pán)體結(jié)構(gòu)中有上下貫通的催化劑加料口(VDI),催化劑加料口(VDI)有頂蓋(41)進(jìn)行封閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由制冷裝置執(zhí)行分離和預(yù)熱的自循環(huán)化學(xué)合成器,其特征是在反應(yīng)室(I )中有調(diào)溫盤(pán)管(35),調(diào)溫盤(pán)管(35)的下端通過(guò)引入管(6)從上端頭(I)上穿出化學(xué)合成器體外,調(diào)溫盤(pán)管(35)的上端通過(guò)引出管(36)從上端頭(I)上穿出化學(xué)合成器體外,引入管(6)的入口上有調(diào)溫介質(zhì)輸入口(42)接入,引出管(36)的出口上有調(diào)溫介質(zhì)輸出口(39)接出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由制冷裝置執(zhí)行分離和預(yù)熱的自循環(huán)化學(xué)合成器,其特征是蒸發(fā)器(24)為翅片盤(pán)管式結(jié)構(gòu),蒸發(fā)器(24)的翅片上端伸入到集氣室(V )的入口中,下氣室(IV)依次通過(guò)蒸發(fā)器(24)翅片的間隙、集氣室(V)和布風(fēng)板(28)上的布風(fēng)孔連通到加熱室(II)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由制冷裝置執(zhí)行分離和預(yù)熱的自循環(huán)化學(xué)合成器,其特征是冷凝器(29)為翅片盤(pán)管式結(jié)構(gòu),冷凝器(29)翅片間的空隙形成加熱室(II)內(nèi)的氣流通道。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由制冷裝置執(zhí)行分離和預(yù)熱的自循環(huán)化學(xué)合成器,其特征是在冷凝器的冷凝輸出接口(12)與膨脹閥(16)或毛細(xì)管的入口端之間有水冷器(14),水冷器(14)內(nèi)有制冷劑回路和冷卻水回路,制冷劑回路和冷卻水回路相互隔離,制冷劑回路上有制冷劑輸入接口(13)和制冷劑輸出接口(15),冷卻水回路上有冷卻水輸入端和冷卻水輸出端,冷凝器的冷凝輸出接口( 12)連接到水冷器(14)的制冷劑輸入接口( 13)上,水冷器(14)的制冷劑輸出接口( 15)通過(guò)膨脹閥(16)或毛細(xì)管連接到蒸發(fā)器的蒸發(fā)輸入接口(20)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由制冷裝置執(zhí)行分離和預(yù)熱的自循環(huán)化學(xué)合成器,其特征是在上氣室(VD)部位的殼體(8 )上有溫度傳感器(38 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的一種由制冷裝置執(zhí)行分離和預(yù)熱的自循環(huán)化學(xué)合成器,其特征是在壁體(9)的外側(cè)面上有絕熱層(34)。
【文檔編號(hào)】B01J8/00GK103752226SQ201410015810
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】周開(kāi)根 申請(qǐng)人:衢州昀睿工業(yè)設(shè)計(jì)有限公司